一、索引的作用

 一般的应用系统,读写比例在10:1左右,而且插入操作和一般的更新操作很少出现性能问题,遇到最多的,也是最容易出问题的,还是一些复杂的查询操作,所以查询语句的优化显然是重中之重。

       在数据量和访问量不大的情况下,mysql访问是非常快的,是否加索引对访问影响不大。但是当数据量和访问量剧增的时候,就会发现mysql变慢,甚至down掉,这就必须要考虑优化sql了,给数据库建立正确合理的索引,是mysql优化的一个重要手段。

索引的目的在于提高查询效率,可以类比字典,如果要查“mysql”这个单词,我们肯定需要定位到m字母,然后从下往下找到y字母,再找到剩下的sql。如果没有索引,那么你可能需要把所有单词看一遍才能找到你想要的。除了词典,生活中随处可见索引的例子,如火车站的车次表、图书的目录等。它们的原理都是一样的,通过不断的缩小想要获得数据的范围来筛选出最终想要的结果,同时把随机的事件变成顺序的事件,也就是我们总是通过同一种查找方式来锁定数据。

       在创建索引时,需要考虑哪些列会用于 SQL 查询,然后为这些列创建一个或多个索引。事实上,索引也是一种表,保存着主键或索引字段,以及一个能将每个记录指向实际表的指针。数据库用户是看不到索引的,它们只是用来加速查询的。数据库搜索引擎使用索引来快速定位记录。

        INSERT与UPDATE语句在拥有索引的表中执行会花费更多的时间,而SELECT语句却会执行得更快。这是因为,在进行插入或更新时,数据库也需要插入或更新索引值。

二、索引的创建、删除

索引的类型:

  • UNIQUE(唯一索引):不可以出现相同的值,可以有NULL值
  • INDEX(普通索引):允许出现相同的索引内容
  • PRIMARY KEY(主键索引):不允许出现相同的值
  • FULLTEXT INDEX(全文索引):可以针对值中的某个单词,但效率确实不敢恭维
  • 组合索引:实质上是将多个字段建到一个索引里,列值的组合必须唯一

(1)使用ALTER TABLE语句创建索引

应用于表创建完毕之后再添加的情况。

ALTER TABLE 表名 ADD 索引类型 (unique,primary key,fulltext,index)[索引名](字段名)
//普通索引
alter table table_name add index index_name (column_list);
//唯一索引
alter table table_name add unique (column_list);
//主键索引
add table table_name add primary key (column_list);

        ALTER TABLE可用于创建普通索引,UNIQUE索引和PRIMARY KEY索引3种索引格式,table_name是要增加索引的表名,column_list指出对那些列进行索引,多列时各列之间用逗号分开。索引名index_name可选,缺省时,MySQL将根据第一个索引列赋一个名称。另外,ALTER TABLE允许在单个语句中更改多个表,因此可以同时创建多个索引。

(2)使用CREATE IDNEX对表增加索引

        CREATE INDEX可用于对表增加普通索引或UNIQUE索引,可用于建表时创建索引。

CREATE INDEX index_name ON table_name(username(length));

  如果是CHAR,VARCHAR类型,length可以小于字段实际长度;如果是BLOB和TEXT类型,必须指定 length。

//create只能添加这两种索引;
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list)
CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_list)

  table_name、index_name和column_list具有与ALTER TABLE语句中相同的含义,索引名不可选。另外,不能用CREATE INDEX语句创建PRIMARY KEY索引

(3)删除索引

        删除索引可以使用ALTER TABLE或DROP INDEX语句来实现。DROP INDEX可以在ALTER TABLE内部作为一条语句处理,其格式如下:

drop index index_name on table_name ;

alter table table_name drop index index_name ;

alter table table_name drop primary key ;

 

        其中,在前面的两条语句中,都删除了table_name中的索引index_name。而在最后一条语句中,只在删除PRIMARY KEY索引中使用,因为一个表只可能有一个PRIMARY KEY索引,因此不需要指定索引名。如果没有创建PRIMARY KEY索引,但表具有一个或多个UNIQUE索引,则MySQL将删除第一个UNIQUE索引。

      如果从表中删除某列,则索引会受影响。对于多列组合的索引,如果删除其中的某列,则该列也会从索引中删除。如果删除组成索引的所有列,则整个索引将被删除。

(4)组合索引于前缀索引

        在这里要指出,组合索引和前缀索引是对建立索引技巧的一种称呼,并不是索引的类型。为了更好的表述清楚,建立一个demo表如下:

create table USER_DEMO
(
    ID                   int not null auto_increment comment '主键',
    LOGIN_NAME           varchar(100) not null comment'登录名',
    PASSWORD             varchar(100) not null comment'密码',
    CITY                 varchar(30)  not null comment'城市',
    AGE                  int not null comment'年龄',
    SEX                  int not null comment'性别(0:女  1:男)',
    primary key(ID)
);

为了进一步榨取MySQL的效率,就可以考虑建立组合索引,即将LOGIN_NAME,CITY,AGE建到一个索引里:

ALTER TABLE USER_DEMO ADD INDEX name_city_age (LOGIN_NAME(16),CITY,AGE);

       建表时,LOGIN_NAME长度为100,这里用16,是因为一般情况下名字的长度不会超过16,这样会加快索引查询速度,还会减少索引文件的大小,提高INSERT,UPDATE的更新速度。

       如果分别给LOGIN_NAME,CITY,AGE建立单列索引,让该表有3个单列索引,查询时和组合索引的效率是大不一样的,甚至远远低于我们的组合索引。虽然此时有三个索引,但mysql只能用到其中的那个它认为似乎是最有效率的单列索引,另外两个是用不到的,也就是说还是一个全表扫描的过程。

        建立这样的组合索引,就相当于分别建立如下三种组合索引:

LOGIN_NAME,CITY,AGE
LOGIN_NAME,CITY
LOGIN_NAME

        为什么没有CITY,AGE等这样的组合索引呢?这是因为MySQL组合索引“最左前缀”的结果。简单的理解就是只从最左边的开始组合,并不是只要包含这三列都用到该组合索引。也就是说name_city_age(LOGIN_NAME(16),CITY,AGE)从左到右进行索引,如果哦没有左前索引,MySQL不会执行索引查询。

      如果索引列长度过长,这种列索引时将会产生很大的索引文件,不便于操作,可以使用前缀索引方式进行索引,前缀索引应该控制在一个合适的点,控制在0.31黄金值即可(大于这个值就可以创建)。

//这个值大于0.31就可以创建前缀索引,DISTINCT去重复
SELECT COUNT(DISTINCT(LEFT('title',10)))/COUNT(*) FROM Arctic; 


//增加前缀索引SQL,将人名的索引建立在10,这样可以减少索引文件大小,加快索引查询速度
ALTER TABLE `user` ADD INDEX `uname`(title(10));

三、索引的使用及注意事项

        EXPLAIN可以帮助开发人员分析SQL问题,EXPLAIN显示了MySQL如何使用索引来处理select语句以及连接表,可以帮助选择更好的索引和写出更优化的查询语句。

        使用方法,在select语句前加上EXPLAIN就可以了:

EXPLAIN SELECT * FROM USER WHERE ID=1;

        尽量避免这些不走索引的SQL:

SELECT SNAME FROM STU WHERE AGE+10=30;  --不会使用索引,因为所有索引列参与了计算

SELECT SNAME FROM STR WHERE LEFT(DATE,4)<1990; --不会使用索引,因为使用了函数运算,原理与上面相同

SELECT * FROM HOUDUN WHERE UNAME LIKE '后盾%'  --走索引

SELECT * FROM HOUDUN WHERE UNAME LIKE '%后盾%'  --不走索引

--正则表达式不使用索引,这应该很好理解,所以为什么在SQL中很难看到regexp关键字的原因

--字符串与数字比较不使用索引
CREATE TABLE A (A CHAR(10));
EXPLAIN SELECT * FROM A WHERE A="1"   --走索引
EXPLAIN SELECT * FROM A WHERE A=1     --不走索引

SELECT * FROM DEPT WHERE DNAME='XXX' OR LOC='XX' OR DEPTON=45
--如果条件中有or,即使其中哟条件带索引页不会使用。换言之,就是要求使用的所有字段,都必须建立索引,我们建议大家尽量避免使用OR关键字

--如果MySQL估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引

        索引虽然好处很多,但过多的使用索引可能带来相反的问题,索引也是有缺点的:

  • 虽然索引大大提高了查询速度,同时却会降低更新表的速度,如对表进行INSERT,UPDATE,DELETE。因为更新表时,MySQL不仅要更新数据,还要修改索引文件
  • 建立索引会占用磁盘空间的索引文件。一般情况这个问题不太严重,但如果你在要给大表上建了多种组合索引,索引文件会很大

        索引只是提高效率的一个方式,如果MySQL有大数据量的表,就要花时间研究建立最优的索引,或优化查询语句。

四、索引的使用技巧

  1. 索引不会包含有NULL的列。只要列中包含有NULL值,都将不会被包含在索引中,符合索引中只要有一列含有 NULL值,那么这一列对于此复合索引就是无效的。
  2. 使用短索引。对串列进行索引,如果可以就应该指定一个前缀长度。例如,如果有一个char(255)的列,如果在前10个或20个字符内,多数值是唯一的,那么就不要对整个列进行索引。短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间和I/O操作。
  3. 索引列排序。 mysql一张表查询只能用到一个索引。因此如果where子句中已经使用了索引的话,那么order by中的列是不会使用索引的。因此数据库默认排序可以符合要求的情况下不要使用排序操作,尽量不要包含多个列的排序,如果需要最好给这些列建复合索引。这一点是很多程序猿容易忽略的,如where子句的字段建了索引,排序的字段建了索引,但是分开建的,以为会走索引,其实这样的话排序的字段不会使用索引的,除非建复合索引,切记。
  4. like语句操作。 一般情况下不鼓励使用like操作,如果非使用不可,注意正确的使用方式。like ‘%aaa%’不会使用索引,而like ‘aaa%’可以使用索引。
  5. 不要在列上进行运算
  6. 不使用NOT IN、<>、!=操作,但<、<=、=、>、>=、BETWEEN、IN是可以用到索引的
  7. 索引要建立在经常进行select操作的字段上。这是因为,如果这些列很少用到,那么有无索引并不能明显改变查询速度。相反,由于增加了索引,反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。
  8. 索引要建立在值比较唯一的字段上
  9. 对于那些定义为text、image、bit数据类型的列不应该增加索引。因为这些列的数据量要么相当大,要么取值很少。
  10. 在WHRER和JOIN中出现的列需要建立索引
  11. WHERE的查询条件里有不等号(WHERE COLUMN!=...),MySQL将无法使用索引。
  12. 如果WHERE子句的查询条件里使用了函数(如:WHERE DAY(COLUMN)=...),MySQL将无法使用索引
  13. 在JOIN操作中(需要从多个数据表提取数据时),MySQL只有在主键和外键的数据类型相同时才能使用索引,否则即使建立了索引也不会使用。
  14. 在进行联表查询时,建立关联的表的字段类型最好一样且长度一致,这样能更好的发挥索引的作用。
  15. 组合索引时记此条约束:组合索引中有多个字段,其中一个字段是有范围判断,则需将此字段在最后面。如
    ALTER TABLE USER_DEMO ADD INDEX name_age (NAME,AGE);  因为age会有范围判断,则建组合索引时将AGE字段放在后面。
  16. 给表创建主键,对于没有主键的表,在查询和索引定义上有一定的影响。
  17. 避免表字段为null,建议设置默认值(如int类型设置默认值为0),这样在索引查询上,效率会高很多。
  18. 以下几种情况不适合建索引:
  • 表记录太少
  • 经常插入、删除、修改的表
  • 数据重复切分布平均的表字段。如一个表有10万行记录,其中字段column1只有A和B两种值,且每个值的分布概率大约为50%,那么对这种表column1字段建索引一般不会提高数据库的查询速度

五、建立索引的几大原则

1.最左前缀匹配原则,非常重要的原则,mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配,比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引,d是用不到索引的,如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到,a,b,d的顺序可以任意调整。
2.=和in可以乱序,比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意顺序,mysql的查询优化器会帮你优化成索引可以识别的形式
3.尽量选择区分度高的列作为索引,区分度的公式是count(distinct col)/count(*),表示字段不重复的比例,比例越大我们扫描的记录数越少,唯一键的区分度是1,而一些状态、性别字段可能在大数据面前区分度就是0,那可能有人会问,这个比例有什么经验值吗?使用场景不同,这个值也很难确定,一般需要join的字段我们都要求是0.1以上,即平均1条扫描10条记录
4.索引列不能参与计算,保持列“干净”,比如from_unixtime(create_time) = ’2014-05-29’就不能使用到索引,原因很简单,b+树中存的都是数据表中的字段值,但进行检索时,需要把所有元素都应用函数才能比较,显然成本太大。所以语句应该写成create_time = unix_timestamp(’2014-05-29’);
5.尽量的扩展索引,不要新建索引。比如表中已经有a的索引,现在要加(a,b)的索引,那么只需要修改原来的索引即可